Il sensore delle dimensioni di una pillola annusa i gas mentre attraversano l'intestino

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I ricercatori hanno testato il sensore elettronico in sette persone sane e hanno scoperto che il dispositivo potrebbe rilevare con precisione le concentrazioni di idrogeno, anidride carbonica e ossigeno in tempo reale mentre passava attraverso il corpo, secondo lo studio, pubblicato online ieri (8 gennaio) in la rivista Nature Electronics.

Sebbene i risultati del sensore debbano ancora essere testati in un gruppo più ampio di persone, inclusi individui che hanno condizioni intestinali, l'uso del sensore potrebbe un giorno portare a meno procedure invasive, come la colonscopia, hanno detto i ricercatori. [Superfood dimagrante: 6 consigli per un intestino sano]

La capsula ha le dimensioni di una pillola grande: solo 1 pollice per 0,4 pollici (2,6 centimetri per 1 centimetro). Dal momento in cui viene ingerita fino al momento in cui viene escreta, tra uno e due giorni dopo, la capsula invia i dati sulle concentrazioni di gas nell'intestino ogni 5 minuti a un dispositivo portatile al di fuori del corpo. Questo dispositivo, a sua volta, utilizza il Bluetooth per inviare i dati a un'applicazione per smartphone.

Un disegno 3D (A) mostra come è progettata la capsula di rilevamento del gas; una foto (B) della capsula del gas confezionata e del suo dispositivo ricevitore. (Credito immagine: Kalantar-zadeh K. et al., Nature Electronics, 2018.)

Sorpresa del sensore

Oltre a trasmettere dati in tempo reale sulle concentrazioni di gas nell'intestino di una persona, la sperimentazione della capsula ha rivelato che lo stomaco umano ha un sistema di protezione precedentemente sconosciuto. Questo sistema si attiva se i composti estranei rimangono nello stomaco per troppo tempo, provocando lo stomaco a rilasciare sostanze chimiche ossidanti per abbatterli e distruggerli, hanno scoperto i ricercatori.

"Un tale meccanismo immunitario non è mai stato segnalato prima", ha detto in una dichiarazione l'autore principale dello studio Kourosh Kalantar-zadeh, professore alla School of Engineering presso il Royal Melbourne Institute of Technology, in Australia..

Inoltre, la capsula ha mostrato che il colon, o intestino crasso, può contenere ossigeno, poiché le persone che seguono una dieta ricca di fibre avevano alte concentrazioni di ossigeno nei loro due punti. "Questo contraddice la vecchia convinzione che il colon sia sempre privo di ossigeno", ha detto Kalantar-zadeh .

Questa scoperta correlata all'ossigeno può aiutare i ricercatori a capire come si sviluppano determinate condizioni, come il cancro al colon, ha detto.

Se fosse approvato, la capsula potrebbe rivoluzionare il modo in cui i medici diagnosticano i disturbi intestinali e persino aiutarli a valutare la dieta di un paziente, ha detto. Questo perché ogni malattia probabilmente ha la propria firma delle concentrazioni di gas, quindi le letture delle capsule consentirebbero ai medici di identificare eventuali problemi che un paziente sta avendo, ha detto..

Uno studio più ampio con più di 300 pazienti dovrebbe essere completato nel 2019, ha osservato Kalantar-zadeh. Non è chiaro quanto costerà la capsula se viene immessa sul mercato, ma i ricercatori "sperano di consegnarla a pazienti con meno di $ 200 nella prima fase", ha detto. [Body Bugs: 5 fatti sorprendenti sul tuo microbioma]

Le dimensioni (C) della capsula; e (D) un disegno che mostra il gas che penetra nella membrana, consentendo al gas di raggiungere gli elementi di rilevamento. (Credito immagine: Kalantar-zadeh K. et al., Nature Electronics, 2018.)

Un miglior test del respiro

Gli scienziati hanno realizzato il sensore elettronico dopo che un gastroenterologo (un medico specializzato nel tratto gastrointestinale e nel fegato) ha chiesto se i ricercatori potessero rendere i test diagnostici del respiro più affidabili per le condizioni intestinali, poiché la maggior parte dei test del respiro sono affidabili solo dal 60% al 70% del tempo, disse Kalantar-zadeh. Tali test del respiro vengono utilizzati per diagnosticare condizioni come la proliferazione batterica dell'intestino tenue e la sindrome dell'intestino irritabile, misurando le concentrazioni di gas.

Tuttavia, i ricercatori non sono stati in grado di produrre un test del respiro migliore, ha detto. Questo perché la quantità e le concentrazioni dei gas prodotti nell'intestino cambiano quando arrivano ai polmoni, ha detto.

"Così, abbiamo iniziato a realizzare un dispositivo, la nostra capsula, per misurare i gas 'direttamente' dove vengono generati nell'intestino", ha detto Kalantar-zadeh.

Opinioni esterne

La capsula è un "nuovo strumento che può aiutarci a decifrare le complesse interazioni tra l'ospite, i batteri intestinali e la dieta che alla fine determinano la nostra salute o malattia", ha affermato il dottor Premysl Bercik, professore associato presso il Dipartimento di Medicina della McMaster University, in Canada, che non è stato coinvolto nello studio.

È intrigante che la capsula abbia trovato alti valori di ossigeno nel colon, ha detto Bercik, ma ha aggiunto che "dobbiamo essere cauti nell'interpretare questi risultati ... sono necessari più dati per comprendere la complessa chimica che sta accadendo nelle nostre viscere".

Nel frattempo, questo dispositivo può essere utile nei pazienti con sindrome dell'intestino irritabile o proliferazione batterica intestinale tenue, ha affermato la dottoressa Priya Kathpalia, assistente professore di medicina presso l'Università della California, Divisione di Gastroenterologia di San Francisco. Questo perché la capsula potrebbe aiutare i pazienti a capire se hanno bisogno di apportare cambiamenti dietetici o cercare cure mediche, ha detto Kathpalia .

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